820M1 Einachsige SMT-Beschleunigungsmesser

Weitere Informationen finden Sie im Betriebshandbuch und im Datenblatt.

Frage:  Im Datenblatt ist ein Betriebstemperaturbereich von –40 °C bis +125 °C angegeben. Der untere Grenzwert von –40 °C ist nicht niedrig genug; wir müssen bis zu –55 °C messen können. Wie lautet Ihre Empfehlung, um diese Anforderung zu erfüllen?

Antwort: Wir haben die Vorspannung bei –55 °C geprüft. Das Prüfergebnis der 832-0500 DC-Vorspannung bei geänderter Temperatur ist unten angegeben, die DC-Vorspannung ändert sich um 0,5 % bei –55 °C im Vergleich zu 25 °C:     

                  25 ºC                 –55 ºC

X          1,7423 V           1,7535 V 

Y          1,7412 V           1,7477 V 

Z          1,7928 V           1,8035 V

Die Gesamtstromversorgung beträgt 4,1 µA bei –55 °C, was immer noch innerhalb der Spezifikation liegt. Für den kontinuierlichen Einsatz bis –55 °C sind jedoch die Modelle 832M1 und 834M1 zu empfehlen.

Frage:  Haben Sie weitere Informationen zur Montage der Modelle 832 und 834 auf einer Leiterplatte? Unsere Abteilung zur Leiterplattenmontage ist ein wenig besorgt über das manuelle Löten dieser Komponente. Auf Ihrem Datenblatt steht, dass beim Beschleunigungsmesser bei hoher Temperatur kein Reflow-Lötprozess möglich ist und ein manuelles Löten empfohlen wird. Ich dachte, dass Sie möglicherweise weitere Erklärungen zu dieser Aussage abgeben können.

Antwort: Der Grund für die Vorsicht ist das mögliche Risiko einer Empfindlichkeitsverschiebung in der Leistung nach dem Reflow-Löten. Die Einheiten werden den Reflow-Lötprozess überstehen. Wir warnen vor diesem Prozess, da wir nach dem Reflow-Löten einen Empfindlichkeitsabfall von 1–2 % beobachtet haben. Für unser Reflow-Profil haben wir eine Spitzentemperatur von +250 °C, da wir bleifreies Lötzinn verwenden, um die RoHS-Konformität zu erfüllen. Ein niedrigeres Reflow-Profil kann zu einer vernachlässigbaren Empfindlichkeitsverschiebung führen. Wenn Sie verbleites Lötzinn wie Sn63 oder Sn62 (183 °C bzw. 179 °C eutektisch) verwenden können, darf die maximale Reflow-Temperatur +210 °C (max. 60 Sekunden) nicht überschreiten. Dies sollte dann das Reflow-Löten ermöglichen.

Frage:   Wir überziehen unsere Leiterplatten zum Schutz der Schaltkreise im Allgemeinen mit einer konformen Beschichtung. Gibt es Bedenken hinsichtlich der Schutzbeschichtung?

Antwort:  Bei der Schutzbeschichtung gibt es keine Bedenken. Das seismische Massensystem und die Elektronik sind alle unter der Abdeckung hermetisch abgedichtet.

Frage:  Können wir die Leiterplatten nach der Schutzbeschichtung (810M1, 820M1, 832M1, 834M1) brennen?

Antwort:  Ja.  Es gibt kein Problem, wenn das Modell 832M1 über Nacht bei +90 °C gebrannt wird. Wir brennen die Einheiten während der Fertigung 24 Stunden lang bei +121 °C.

Frage:  Nur zur Klärung: Entspricht 0 g Leistung der Versorgungsspannung/2 beim Ausgang des Beschleunigungsmessers? Wenn wir also eine negative Beschleunigung haben, nähern wir uns 0, aber es gibt keinen negativen Wert?

Antwort:  Ja, das ist richtig. Die Leistung wird nominal +/–1,25 V um die Vorspannung pendeln. Für einen Beschleunigungsmesser mit einem Bereich von ±100 g mit einer 3,3-V-Erregung (Vorspannung bei 1,65 V) ist die Leistung nominal 0,4 V bis 2,9 V.

Frage:  Wenn ich Struktur-Epoxidharz am Rand verwende, um den Vibrationssensor auf der Leiterplatte zu verstärken (nach dem Löten), beeinflusst dies die Vibrationsreaktion des Sensors? Gibt es eine Verstärkungstechnik, die Sie empfehlen würden?

Antwort:  Nein, dies hat keinen Einfluss auf die Reaktion des Sensors und es wird in der Tat empfohlen, den Sensoranschluss nach der Lötung zu verstärken. In der Regel empfehlen wir dem Kunden, einen Cyanacrylat-Klebstoff mit niedriger Viskosität (wie Loctite 4501) zu verwenden und das Epoxidharz unterhalb des Beschleunigungsmessers anzubringen, um die Lücke zur Leiterplatte zu schließen.

Frage:  Welche Befestigungstechniken und Materialien werden empfohlen, um den bestmöglichen Hochfrequenzgang für die auf der Leiterplatte zu montierenden Beschleunigungsmesser zu erreichen?

Antwort:  Um den besten Frequenzgang zu erreichen, empfehlen wir, den Beschleunigungsmesser direkt an die zu messende Struktur zu befestigen. Ein Klebstoff kann verwendet werden, um den Beschleunigungsmesser zu befestigen. Treffen Sie Vorkehrungen, um die Ausgangspads unter der Platine nicht kurzzuschließen. Ein guter Frequenzgang kann auch durch Montieren des Beschleunigungsmessers auf einer Keramik‑ oder Hybrid-Leiterplatte erreicht werden. FR4-Leiterplatten sollten bei Anwendungen vermieden werden, die eine Breitbandmessung erfordern, da das FR4-Material Ihrem Messsystem eine Resonanz verleihen kann. Wenn Sie Kabel an die Ausgangspads anschließen, müssen diese in regelmäßigen Abständen ordnungsgemäß gesichert/verankert werden, um die Kabelbewegung zu minimieren, die dem Ausgangssignal Rauschen und Resonanzen hinzufügen kann.

Zu Beschleunigungsmessern lassen sich unzählige Fragen stellen. Wir haben jedoch die wichtigsten zu beachtenden Faktoren bei der Auswahl eines eingebetteten PE-Beschleunigungsmessers unten angegeben.

Überlegungen zu Leistungsanforderungen

Was ist der Messbereich (g) für die Anwendung? Rechnen Sie eine Sicherheitsspanne von mindestens 30 % mit ein.

Was ist der Frequenzgang (Bandbreite)? Prüfen Sie die maximale Drehzahl der Gerätemessanlage.

Was ist die erforderliche Messauflösung? Für Geräte mit niedrigerer Drehzahl sollte ein Ausgang mit höherer Empfindlichkeit in Betracht gezogen werden, um eine bessere Auflösung zu erzielen.

Für welchen Temperaturbereich sollte der Beschleunigungsmesser eine präzise Leistung erbringen? Die Leistung des Beschleunigungsmessers variiert unwesentlich bei verschiedenen Temperaturen. Wenn für die Installation ein breiter Betriebstemperaturbereich erwartet wird, sollte dies bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Überlegungen zu elektrischen Anforderungen

Welche Art von Stromversorgung ist für die Beschleunigungsmesser verfügbar? Die eingebetteten PE-Beschleunigungsmesser sind entweder im Dreileiter-Spannungsmodus verfügbar, der in der Regel eine Erregerspannung von 3,3 bis 5,5 V DC erfordert, oder in Ausführungen für eine IEPE-Erregerspannung von 2–10 mA.

Wie wird das Signal vom Sensor übertragen? Die Schnittstellenschaltung sollte sich in der Nähe der Beschleunigungsmesser befinden, um mögliche Probleme aufgrund von Rauschen zu minimieren.

Welcher Signalausgang wird benötigt? Einheiten mit Dreileiterspannung haben entweder einen Ausgang von ±1,25 V oder von ±2,0 V, je nachdem, welches Modell gewählt wurde. IEPE-Modelleinheiten haben einen Ausgang von ±5,0 V.

Welche Modelle sollten für einen langen Batteriebetrieb in Betracht gezogen werden? Die Beschleunigungsmesser-Modelle 832 und 834 sind für einen langen Batteriebetrieb ausgelegt, da sie eine minimale Stromaufnahme von 4 µA aufweisen.

Überlegungen zu physikalischen Bedingungen und zur Hülle

Wie leicht/schwer kann der Sensor sein? Wenn der Sensor auf einer Leiterplatte montiert wird, sollte er an einer steifen Stelle befestigt werden, um einen festen Sitz zu gewährleisten.

Welche Einschränkungen gibt es hinsichtlich Hülle/Größe? Die einachsigen Modelle 805, 810M1 und 820M1 sind die kleinsten verfügbaren Einheiten. Wenn mehrachsige Messungen erforderlich sind, sollte jedoch im Falle von Platzeinschränkungen die Serie mit den Modellen 832M1 und 834M1 in Betracht gezogen werden.

Welche Montagetechnik muss angewendet werden? Beim Reflow-Löten muss das Löt-Reflow-Profil unbedingt beachtet werden. Informationen hierzu finden Sie im betreffenden Betriebshandbuch.